目前,2‑氨基‑5‑硝基噻唑在合成过程中,通常由原料出发先合成得到中间体2‑氨基噻唑,再通过硝化得到目标产物.其中,合成2‑氨基噻唑的起始原料主要有氯乙醛,三聚氯乙醛,醋酸乙烯酯或乙烯基乙醚.硝化步骤可以大致分为两大类,一类为混酸直接硝化法;另一类为硝胺重排法.但是上述方法收率均不高,且所用原料不易得,原料成本较高.
2-氨基-5-硝基噻唑的合成分为3个工艺,前二个工艺为2-氨基-5-硝基噻唑合成单体的制备,第三个则为2-氨基-5-硝基噻唑的合成.个步骤即为生成主要单体2-氨基噻唑的步骤,由醋酸乙烯酯,氯气和硫脲反应制得;第二步为第二个重要单体硝胺的合成;第三步则为前两步的生成物合成目标产物2-氨基-5-硝基噻唑.合成具体路线如
所示.
2-氨基-5-硝基噻唑的合成路线
2-氨基噻唑合成工艺
在装有通氯管的250 mL四颈瓶中加入0.5 mol C4H6O2,105 g 去离子水,控制温度在15-20℃通入氯气.反应1.5-2 h后,氯化完毕,在室温下加入0.5 mol CS(NH2)2后,缓慢升温至50℃,保持温度在50-55℃搅拌反应2 h.然后减压(651.7kPa,温度<80℃)蒸去低沸点物质,即得到2-氨基噻唑盐酸盐浓缩液.取少量浓缩液,用碱液中和,处理得到的游离胺固体.
硝胺合成工艺
将上述浓缩产物溶于100 g水中,在<20℃滴加75%硝酸46.2 g.滴加完毕后冷却至10℃以下结晶,60 min后于<10℃下过滤,用少许冰水洗涤滤饼2次,即得78.5 g硝胺湿滤饼,水含量5.3%,备用.滤饼干燥后,得到类白色细晶状固体,m.p.146-147℃.
硝化工艺
控制温度<30℃,将上述78.5 g硝胺滤饼分批投入浓硫酸中,加完后,在30℃左右反应4 h.将反应液滴加到400 g冰水中,滴加过程中反应液温度<35℃,加入活性炭少许,35℃搅拌1 h后过滤,少量水洗涤滤饼.滤液于30℃下用30%氢氧化钠溶液调至pH为3.0,再用20%工业氨水调到中和点,过滤,用适量水洗涤2次,干燥后得62.6 g黄色粉末状2-氨基-5-硝基噻唑固体产物,环合,硝化2步连乘总收率84.1%(以醋酸乙烯酯计).HPLC条件:Waters uBondpak C18柱,(3.9×300 mm,10µm),流动相为甲醇.产物纯度97.5%,水分<0.5%,硫酸盐<1.0%.产品在氯仿溶液中溶解度相当小,因此出峰相当弱.
用醋酸乙烯酯为起始原料,通过氯化,水解,环合及硝化工业得到目标产物2-氨基-5-硝基噻唑,收率由74%提高至84%,该法工艺简单,收率高,成本低,具有工业化前景.
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